孫愛民
圖/視覺中國
人體為什么會衰老,背后的機制是什么?100多年來,科學(xué)家們試圖解答這個難題。
從1904年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主梅契尼可夫的“代謝速率衰老學(xué)說”,到2002年,“溶酶體(脂褐素)衰老學(xué)說”的提出,科學(xué)界有關(guān)衰老機理的學(xué)說至少有26種。分子生物技術(shù)、基因工程、細胞治療等醫(yī)學(xué)技術(shù),正為探索人類永生、長壽,帶來更多基于科學(xué)的可能。
藥品研發(fā)、醫(yī)療技術(shù)、膳食補充劑,三條道路上,都有試水者。科學(xué)家們越來越相信,延緩人的衰老速度,健康活到110歲,甚至120多歲都有可能。
至少22種衰老機理的學(xué)說認為,衰老是生命過程中各類外來損傷造成的。
換句話說,衰老是一個損傷積累的過程。
比如,基因損傷。作為遺傳信息的攜帶者,DNA在內(nèi)環(huán)境如氧自由基、外環(huán)境如紫外線與化學(xué)物質(zhì)等影響下,可受到損傷斷裂。單細胞里有一整套DNA修復(fù)酶,能夠修復(fù)損傷的DNA鏈,讓遺傳信息繼續(xù)傳遞下去。
然而,這種修復(fù)能力會隨著年齡的增加逐步下降,導(dǎo)致?lián)p傷DNA累積,有些基因無法正常表達,導(dǎo)致衰老。
在修復(fù)DNA損傷的分子中,一種名叫NAD+(煙酰胺腺嘌呤二核苷酸)的分子,近幾年從科學(xué)界進入公眾視野。2017年,哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授大衛(wèi)·辛克萊研究團隊,在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的研究發(fā)現(xiàn),NAD+能夠阻斷一種抑制人體自然修復(fù)DNA能力的蛋白質(zhì),換句話說,NAD+能顯著提高細胞修復(fù)受損DNA的能力。
隨著年齡增長,人體內(nèi)的NAD+水平逐漸降低,導(dǎo)致DNA的損傷逐漸積累。接下來,衰老發(fā)生。
衰老似乎是不可避免的,是什么機制在決定衰老的速度?
2017年,著名期刊《自然》刊發(fā)了中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員蔡時青團隊的成果,發(fā)現(xiàn)神經(jīng)肽介導(dǎo)的神經(jīng)膠質(zhì)細胞-神經(jīng)元信號,在控制衰老速度中發(fā)揮著重要的作用。這也被視為首個導(dǎo)致衰老速度自然變化的遺傳通路。
“自然界中不同個體之間衰老速度差異很大?!辈虝r青團隊的一名研究人員告訴《財經(jīng)》記者,這種差異由環(huán)境因素和遺傳因素控制,而上述信號通路可調(diào)控動物衰老的速度?!靶禄虻某霈F(xiàn)、自然選擇和不同基因位點之間的相互作用,可能影響衰老速度?!?/p>
同既往的幾十種學(xué)說一樣,這種晦澀難懂的基礎(chǔ)研究,很難解答普通人的疑惑,盡管它們都有堅實的數(shù)據(jù)、自洽的科學(xué)邏輯。衰老作為生命現(xiàn)象太過復(fù)雜,每種學(xué)說都只能解釋一部分,只是一小塊拼圖。
在拼圖還沒完成前,多數(shù)人還在為疾病抗?fàn)?。這也引向一個具有爭議的話題,衰老算不算疾?。?/p>
顯然,那些堅信損傷積累導(dǎo)致衰老的22種學(xué)說,并不認為衰老是一種疾病。
“我們可以將衰老與一些疾病掛鉤,但衰老本身算不算一種疾???這需要更多的研究與理論框架?!泵绹鴩宜ダ涎芯克∟IA)衰老生物學(xué)部門(DAB)前主任Felipe Sierra對《財經(jīng)》記者說,“心臟疾病的主要誘發(fā)因素是高膽固醇、肥胖與高血壓,但是比這些因素都更重要的是70歲的年齡?!?/p>
Felipe用了20年來研究衰老,發(fā)現(xiàn)心血管疾病、癌癥、糖尿病、阿爾茲海默病等一系列疾病的主要元兇,正是衰老。他因此兩次獲得美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)的獎勵,不少科學(xué)家支持他這一論斷。
也有科學(xué)家堅信,衰老是一種疾病。大衛(wèi)·辛克萊在自己的著作《壽命》(Lifespan)中寫道:“如果活得足夠長,那么衰老就是所有人都會得的一種疾病?!逼鋵?,這個看起來偏哲學(xué)的表述,仍然在衰老會導(dǎo)致一系列疾病的范疇內(nèi)。
動物界給人類衰老機制的研究和尋找延壽妙招帶來不少啟示。
在地球動物圈內(nèi),不同動物間壽命的差別最高達八九個數(shù)量級,蜉蝣的壽命只有一天,幾乎是一出生就開始數(shù)秒倒數(shù);而海洋圓蛤、烏龜?shù)?,動輒活過百年,哺乳動物里的弓頭鯨,生命大限遠在200年以后。
動物們可以通過特有的機制延緩衰老。常被用作生物學(xué)研究的模式動物——秀麗隱桿線蟲,是一種很小的蠕蟲,壽命只有大約三周。這種動物的神奇之處在于,當(dāng)壽命過半,或處于過分擁擠、食物不足等不利環(huán)境,它們的運動功能開始下降,進入一種類似于“冬眠”的狀態(tài),并且會持續(xù)四五個月。
人類或許可以從“冬眠”中獲得更多的壽命?
2018年,來自美國密歇根大學(xué)和中國華中科技大學(xué)等機構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn),秀麗隱桿線蟲體內(nèi)有一種名為SLO-1的分子,它在某些情況下會抑制神經(jīng)元活動,使神經(jīng)元放緩向肌肉組織發(fā)送信號,從而降低線蟲的運動功能。
科學(xué)家通過基因工具和化學(xué)藥物抑制SLO-1分子的功能,發(fā)現(xiàn)線蟲的壽命會延長,且“后半生”的運動能力也有所增強。
此前,科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)線蟲腸道內(nèi)的一種蛋白質(zhì),會讓神經(jīng)元感受環(huán)境中的溫度,引發(fā)加速或放緩衰老過程。
人類對線蟲壽命的研究不止于此。1993年,美國分子生物學(xué)家和老年病學(xué)家辛西婭·凱尼恩發(fā)現(xiàn),一個胰島素類似蛋白的單基因突變可以大幅延長線蟲的壽命。辛西婭后來加入了Google公司成立的Calico公司,該公司專注于對抗癌癥、衰老相關(guān)疾病及延長壽命的科技。
辛西婭此后的研究,又發(fā)現(xiàn)生殖系統(tǒng)缺失、線粒體質(zhì)量控制加強,以及能量攝取減少都能夠延長線蟲的壽命。
少吃、斷食、減少熱量攝取,或許是長壽研究領(lǐng)域最靠譜的研究。科學(xué)家的測試從最簡單的酵母,到果蠅、小鼠、猴子,再到人,都在應(yīng)驗。
2018年,法國國家科學(xué)研究中心和自然歷史博物館,共同開展的一項歷時十年的研究,在《生物學(xué)通訊》上發(fā)表了成果:嚴(yán)格控制攝入的熱量能夠大大延長倭狐猴壽命。
倭狐猴是最小的靈長目動物。研究者對其中一組倭狐猴,從成年起就進行熱量控制,比另一組正常飲食的同伴攝入的熱量減少了30%。長期觀察發(fā)現(xiàn),受嚴(yán)格飲食控制的倭狐猴,平均壽命增加了50%,且表現(xiàn)出一些年輕的倭狐猴所具有的特點。
美國威斯康星大學(xué)也有一個類似的研究,讓一只猴子每天只吃七分飽、另一只正常飲食,壽命與生命狀態(tài)截然不同。參與這項研究的一名研究人員表示,“同樣的機制,人類還沒有特別確鑿的臨床試驗。”
一些長期觀察的研究仍然試圖尋找更多證據(jù)。2006年發(fā)表的一項研究顯示,日本沖繩縣的居民比其他地區(qū)的居民更加長壽,心臟疾病與癌癥患者少40%。沖繩縣的居民一直遵循八分飽的古訓(xùn),比其他居民少攝入20%-40%的卡路里。
研究顯示,減少卡路里攝入,對于胰島素濃度、加速葡萄糖代謝等一系列與長壽相關(guān)的生物標(biāo)記物有關(guān)。
科學(xué)家猜測,少吃可以改變身體里某些基因或某些蛋白質(zhì)的功能,可能跟體內(nèi)胰島素的蛋白質(zhì)的功能和活性相關(guān)。在北京大學(xué)衰老研究中心教授張宗玉看來,少吃可以減少內(nèi)源性氧自由基的生成,減少對DNA等大分子物質(zhì)的氧化損傷;還能降低代謝速率,增加代謝潛力,提高非正常細胞的凋亡,以及增強免疫應(yīng)答能力,減慢免疫功能的衰退。
清除特定的衰老細胞,可以使實驗動物壽命延長20%-30%。美國梅奧診所醫(yī)學(xué)中心分子生物學(xué)家Jan van Deursen,給基因工程小鼠注射一種藥物,此后,這些動物腎臟功能增強,心臟更能耐受應(yīng)激,它們更喜歡在鼠籠內(nèi)探究,生癌時間更晚,在生理、心理和衰老疾病等方面,表現(xiàn)出年輕6個月的狀態(tài)。
放在人類壽命范疇,這相當(dāng)于年輕了數(shù)十年。
開發(fā)衰老引發(fā)疾病的藥物,更能看到商業(yè)化的彼岸。2018年,成立七年的Unity Biotechnology在納斯達克交易所上市。這家初創(chuàng)生物技術(shù)公司,專注于針對衰老細胞的藥物,在研膝蓋骨關(guān)節(jié)炎、糖尿病性視網(wǎng)膜病變等衰老型疾病。
一些醫(yī)生們已經(jīng)開了幾十年處方的“老藥”,也帶來振奮人心的信息。
二甲雙胍,一盒一二十元,在臨床已使用了60年,自1958年開始用于臨床2型糖尿病治療,至今已是全球應(yīng)用最廣泛的口服降糖藥之一。2015年底,美國食品和藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)了一項被稱為“二甲雙胍治療人體老化”(TAME)的研究項目。
這是美國FDA首次批準(zhǔn)抗衰老藥物的臨床研究。早在1980年,就有研究發(fā)現(xiàn),使用雙胍類藥物的小鼠平均壽命延長、腫瘤的發(fā)生率明顯降低;2013年,一篇發(fā)表在核心學(xué)術(shù)期刊《細胞》上的論文提出,二甲雙胍延緩了線蟲的衰老;同年,網(wǎng)絡(luò)期刊《自然傳播》的一篇論文提出,小鼠口服小劑量二甲雙胍后,達到了延年益壽的效果;2014年《美國科學(xué)院院報》在線發(fā)表的一篇論文,開始探討二甲雙胍在動物身上的延壽機制。
有科學(xué)家發(fā)表回顧性研究指出:對比口服黃脲類降糖藥物的糖尿病患者,口服二甲雙胍的糖尿病患者中位生存時間延長38%;對比正常人群,口服二甲雙胍的糖尿病患者中位生存時間延長15%。
美國加州巴克衰老研究所教授Gordon Lithgow曾稱,“如果針對衰老過程進行二甲雙胍藥物干預(yù),你或許就能夠延緩衰老,那么你可以讓所有的疾病和衰老過程慢下來?!?/p>
不過,僅憑已有的研究,很難判斷二甲雙胍是否真就有延年益壽的功效。
“一個人吃了二甲雙胍之后活到90多歲,也很難直接就歸功于藥物本身”,2016年版《二甲雙胍臨床應(yīng)用專家共識》編著者之一、北京大學(xué)人民醫(yī)院內(nèi)分泌科主任紀(jì)立農(nóng)對《財經(jīng)》記者分析,不同的研究成果發(fā)布后,大眾媒體有時難以識別研究證據(jù)的級別,往往看到帶有“有效”字眼的消息便加大宣傳效果。
另一款抗衰老“神藥”是雷帕霉素。這款藥是用在器官移植病人身上的免疫抑制劑,上世紀(jì)60年代在復(fù)活節(jié)島上的細菌中被發(fā)現(xiàn),1989年開始在臨床使用。
早在2009年,就有研究發(fā)現(xiàn)雷帕霉素可以延長雌性小鼠約15%壽命,雄性小鼠壽命約10%。2012年,麻省理工大學(xué)科學(xué)家的相關(guān)成果發(fā)表在《科學(xué)》上,研究人員用mTORC1活性降低的小鼠作為研究對象,發(fā)現(xiàn)其生命周期延長了14%。mTORC1,是一個調(diào)節(jié)生長與代謝的樞紐分子,這款藥可抑制mTORC1。
此前,由美國梅奧診所和得州大學(xué)圣安東尼奧健康科學(xué)中心,分別開展的雷帕霉素對衰老及相關(guān)疾病的兩項臨床試驗均已完成,但表現(xiàn)平平。
其中,前者研究人員在發(fā)表的論文中如此表述:觀察到衰老標(biāo)記物和生理表現(xiàn)之間的相關(guān)性,但未觀察到藥物產(chǎn)生的改善。
對于上述臨床試驗并不亮眼的數(shù)據(jù),有研究人員認為用藥時間太短,兩項試驗分別進行了12周和8周。
將衰老和相關(guān)疾病作為攻克對象的臨床試驗,不管是新藥研發(fā)還是老藥新用、擴增適應(yīng)癥,都是難上加難。即便是引發(fā)整個科學(xué)界關(guān)注的TAME項目,在2015年獲批臨床試驗之后,也擱置了至少四年。
與研究者宏大的愿景相比,并沒有多少資本愿意真金白銀投資。這項需要7500萬美元的臨床試驗,到2019年中時,僅僅募到4000萬美元資助。
最終,一家名為美國衰老研究基金會(AFAR)的機構(gòu),愿意提供剩余的3500萬美元。該基金會的科學(xué)主管史蒂文·奧斯塔德表示:“即便試驗不成功,我們也彰顯了FDA可以為只有四五年時間研究的抗衰老藥物獲批臨床試驗,這會引起大藥企加入的興趣?!?/p>
史蒂文·奧斯塔德所期待的,大藥企、大公司紛紛加入抗衰老藥物研發(fā)的大場面,至少截至2020年,沒有實現(xiàn)。正在進行的臨床試驗,除了雷帕霉素的兩項,正式登記注冊的二甲雙胍抗衰老及衰老疾病的臨床試驗,也僅有5個。
中國富豪組團赴烏克蘭打干細胞的信息,2018年曾轟動一時。奔著“重返30歲”的目的,幾名中國人花400萬元,在一家名為Emcell的烏克蘭公司注射干細胞,一針60萬元,“不在乎效果,只要沒副作用就行”。
Emcell是世界上唯一合法的胚胎干細胞治療中心。干細胞是一種未充分分化、尚不成熟的細胞,具有再生各種組織器官和人體的潛在功能,醫(yī)學(xué)上稱為“萬用細胞”。
根據(jù)干細胞所處的不同發(fā)育階段,干細胞分為胚胎干細胞和成體干細胞。而介于胚胎干細胞和成體干細胞之間的,就是懷孕期間的細胞,Emcell診所使用的干細胞便屬此種。
全球已獲批上市的干細胞藥物,超過14種,來自美國、歐洲、韓國和印度,主要用于治療骨關(guān)節(jié)疾病、心臟疾病、免疫性疾病和遺傳性疾病,其主要組織來源是骨髓、臍帶和脂肪。
干細胞抗衰老仍然處于初級研究階段,科學(xué)家并不清楚如何達到抗衰老效果?!坝行┤嗽跒蹩颂m打了干細胞后,感覺年輕十歲,但感覺只是主觀感受,是有疑惑的,并不可靠?!币幻杉毎邪l(fā)公司CEO告訴《財經(jīng)》記者,醫(yī)療技術(shù)需要循證醫(yī)學(xué)的方法來證明普遍安全、有效性。
2016年,北京大學(xué)第三醫(yī)院院長喬杰及其團隊,運用干細胞治療手段為一名14歲早衰癥女孩桐桐(化名),實施治療并達到預(yù)期治療效果。
2001年出生的桐桐,2歲時被確診為“科凱恩氏綜合癥”,也被稱為早衰癥,到14歲時身體呈現(xiàn)80歲的狀態(tài),毛發(fā)稀疏、眼窩凹陷、聽力幾乎喪失。早衰癥是一種罕見的遺傳性疾病,患者身體的衰老速度是正常人的5倍到10倍,童年時面貌便逐漸像老人,從耳朵、眼睛到內(nèi)臟等各個器官都迅速衰竭,大多患者最終死于諸如心血管疾病等衰老病。
喬杰團隊?wèi)?yīng)用體外受精技術(shù),對桐桐媽媽卵子培育出的9個囊胚進行篩查,最終將唯一符合條件的一枚健康囊胚,植入到桐桐媽媽的子宮,2016年5月,桐桐的弟弟大壯順利出生。
弟弟出生后,健康的胎盤干細胞便被立即運送到干細胞庫,進行干細胞的提取等一系列技術(shù)處理,之后,桐桐進行了4次干細胞輸注治療。桐桐至今健康生存,已經(jīng)19歲了。
博雅控股集團董事長、CEO許曉椿接受《財經(jīng)》記者采訪時表示,這是一例臨床試驗,“患者能夠活下來,已經(jīng)是一個奇跡,很多癥狀已經(jīng)改善,但并沒有白頭發(fā)變黑等變化”。
即便臨床試驗成功,并不意味著普通人可以隨意打干細胞,延緩衰老;臨床試驗案例的成功,也不等于技術(shù)本身可以推向臨床應(yīng)用。
上述干細胞研發(fā)公司CEO說,干細胞作為萬能細胞,“不能確定它在身體哪個部位能長出什么東西來,有研究利用胚胎干細胞治療腦部神經(jīng)的退行性疾病,結(jié)果在大腦中發(fā)現(xiàn)了畸胎瘤”。
經(jīng)常有人向許曉椿咨詢干細胞抗衰老、治療疾病的功效,他的建議非常謹(jǐn)慎,“目前干細胞技術(shù)應(yīng)用,前提必須是在特殊的情況下、用特殊的方法,來治療特殊的疾病”,一個好技術(shù),用的不對、選擇的細胞不對、劑量不對,可能會適得其反,“在今天的研究水平下,隨意打干細胞,可能會帶來醫(yī)學(xué)災(zāi)難”。